ТРУБА С ИЗЛУЧАТЕЛЕМ ТОНАЛЬНОГО СИГНАЛА И СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ТРУБ Российский патент 2008 года по МПК F16L9/12 F16L1/11 F17D5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к трубе с излучателем тонального сигнала, в частности к трубе с излучателем тонального сигнала, местонахождение которой можно определить обычной принимающей тональный сигнал аппаратурой и которая содержит провод, который можно извлечь из трубы путем надрыва ее стенки и который так же, как и трубу, можно соединить с другим таким же проводом и другой такой же трубой.

Предпосылки создания изобретения

В настоящее время широко распространена прокладка кабелей, в частности коаксиальных и волоконно-оптических кабелей, в земле в специальных кабельных трубах. Обычно кабельные трубы, защищающие проложенные в земле кабели от воздействия влаги и других вредных воздействий подземной среды, изготавливают из пластмассы. Обычно кабель заранее заключают в укладываемую в землю трубу, хотя в некоторых случаях его протягивают через трубу, уже находящуюся в земле.

Один из недостатков пластмассовых кабельных труб заключается в сложности поиска находящейся в земле пустой трубы или трубы с неметаллическим, например волоконно-оптическим, кабелем. Поэтому трубу часто оснащают металлической или магнитной лентой или проволокой, наличие которой позволяет определить местонахождение трубы находящимся на поверхности земли металлоискателем. Металлоискатели существенно облегчают поиск, однако они не позволяют обнаружить глубоко расположенные в земле трубы (например трубы, уложенные на глубину свыше 5 футов). В качестве альтернативы металлоискателям в настоящее время широко используют тональную (акустическую) аппаратуру, которая передает с поверхности земли и принимает соответствующий сигнал, излучаемый закрепленной на трубе по всей ее длине металлической проволокой или лентой.

В настоящее время известна конструкция кабельной трубы, местонахождение которой можно определить и обычными металлоискателями, и упомянутой выше передающей и принимающей тональный сигнал аппаратурой и которая имеет на внешней поверхности ребро с находящейся в нем металлической лентой или проволокой. Такая труба с ребром и расположенной в нем токопроводящей проволокой описана, например, в заявке JP 05-106765. Несмотря на довольно широкое распространение такие трубы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что при соединении труб расположенное на внешней поверхности трубы ребро препятствует плотному прижатию к соединяемым трубам соединительного устройства. В результате в месте стыка внутрь трубы проникает влага, которая может повредить находящийся в трубе кабель. Кроме того, при использовании для прокладки труб траншеекопателей или оборудования, предназначенного для направленного неглубокого бурения, расположенное на наружной поверхности трубы ребро вместе с проволокой можно легко оторвать от трубы.

Другая по конструкции кабельная труба, местоположение которой можно определить металлоискателем, содержит металлическую ленту или проволоку, расположенную с промежутками на отдельных участках трубы. Так, например, в патенте US 6092558 описана труба с отдельными расположенными по ее длине участками магнитной ленты. В патенте US 5045368 описана конструкция схожей трубы, которая имеет специальные расположенные через определенные интервалы метки. Местонахождения таких труб можно определить обычными металлоискателями, однако их невозможно найти обычной тональной аппаратурой, требующей прохождения сигнала по всей длине трубы.

Помимо описанных выше известны также трубы со сплошными полосами или лентами из металла или магнитного материала, наличие которых позволяет использовать для поиска трубы обычные металлоискатели. Так, например, в патентах US 5051034 и RE 34701 описана труба с лентой из магнитного материала, позволяющей определить местонахождение трубы, расположенной в земле на глубине от трех до пяти футов. В патентах US 5006086, US 5017873 и US 5114517 описана труба, по поверхности которой по спирали намотана магнитная лента. Такие трубы благодаря наличию в них металлических или магнитных полос или лент можно обнаружить обычными металлоискателями, однако их конструкция не позволяет передавать тональный сигнал на достаточно большие расстояния при большой глубине укладки кабелей.

Все вышеизложенное позволяет говорить о существующей в настоящее время необходимости в разработке конструкции кабельной трубы, местонахождение которой можно было бы определить с помощью тональной аппаратуры при передаче и приеме тонального сигнала на большие расстояния при большой глубине укладки кабеля. Кроме того, существует необходимость в разработке конструкции кабельной трубы, длину которой можно было бы увеличивать, соединяя ее с другими трубами и сохраняя при этом возможность их нормальной эксплуатации в земле и обнаружения с помощью тональной аппаратуры.

Краткое изложение сущности изобретения,

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать конструкцию кабельной трубы, по которой можно было бы передавать сигнал на большие расстояния и которую благодаря этому можно было бы легко обнаружить с помощью тональной аппаратуры. Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке конструкции кабельной трубы, которую для увеличения общей длины трубопровода можно было бы легко соединять с другой такой же трубой. С этой целью для передачи тонального сигнала в предлагаемой в изобретении трубе использован цельный (сплошной) провод, извлекаемый из трубы путем надрыва внешней части ее стенки и который при увеличении длины трубы путем ее соединения с другой такой же трубой можно соединить с таким же имеющимся в ней проводом. Кроме того, используемые для соединения труб соединительные устройства (муфты) могут плотно прилегать к наружным поверхностям труб, предотвращая попадание влаги внутрь соединенных друг с другом труб и предохраняя тем самым находящийся в них кабель от повреждения. Предлагаемая в изобретении труба обладает высоким сопротивлением сжатия и полностью удовлетворяет существующим технологическим нормам. Расположенный в трубе провод имеет покрытие, которое защищает его от вредных воздействий подземной среды и обеспечивает возможность массового изготовления предлагаемых в изобретении труб.

Поставленные в изобретении задачи решаются с помощью предлагаемой в нем конструкции трубы с излучателем тонального сигнала (далее называемой кабельной трубой), содержащей собственно удлиненную трубу из полимерного материала, стенка которой имеет внутреннюю и наружную поверхности, проходящий внутри стенки вдоль ее длины канал и ребро жесткости, проходящее по внутренней поверхности стенки вдоль ее длины и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы от и непосредственно напротив канала, причем канал вмещает в себя сплошной провод, обладающий прочностью, достаточной для его извлечения из трубы путем надрыва ее стенки, и способный излучать тональный сигнал, по которому с помощью тональной аппаратуры можно определить местонахождение трубы. Сплошной провод, предпочтительно имеет специальное покрытие, предохраняющее его от прилипания к полимеру, из которого изготовлена труба. Предпочтительно, чтобы провод мог выдержать усилие растяжения, равное по меньшей мере 150 фунтам, и был изготовлен из плакированной медью стальной проволоки, плакированной медью алюминиевой проволоки, медной проволоки или луженой медной проволоки. Изготовление провода из плакированной медью стальной проволоки является более предпочтительным. Диаметр проволоки должен составлять приблизительно от 0,32 до 2,59 мм. Более предпочтительной является проволока диаметром 1,02 мм. Имеющийся в предлагаемой в изобретении трубе провод можно использовать для определения по излучаемому им тональному сигналу с помощью тональной аппаратуры местонахождения проложенного в земле кабеля, а при соединении труб - извлечь провод из трубы путем надрыва внешней части ее стенки и электрически соединить с проводом другой трубы. Полимерное покрытие провода должно иметь высокую температуру плавления, предпочтительно более 500°F. При нанесении на проволоку высокотемпературного полимерного покрытия используют полимеры, выбранные из группы, включающей фторполимеры, полиамиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полипропилен, полиуретаны, полиацетали, полиакрилы, эпоксидные смолы и силиконовые полимеры, при этом более предпочтительно для нанесения на провод покрытия использовать политетрафторэтилен. Трубу можно изготовить из полиэтилена или поливинилхлорида, более предпочтительно из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Предпочтительно, чтобы труба имела гладкую наружную поверхность, а для облегчения прокладки кабеля на внутренней поверхности полимерной трубы вдоль всей ее длины помимо основного ребра жесткости можно, кроме того, отлить по меньшей мере еще одно ребро.

В другом варианте осуществления изобретения предлагаемая в нем кабельная труба имеет второе отверстие, проходящее в продольном направлении внутри стенки полимерной трубы. В этом отверстии расположен такой же, что и в первом отверстии, одиночный провод или витая пара, позволяющий(-ая) пропускать сигнал через трубу в обратном направлении и использовать его для проверки состояния кабеля. На внутренней поверхности стенки вдоль всей ее длины можно отлить второе ребро жесткости, расположенное напротив второго отверстия и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы.

Способ изготовления кабельной трубы, предусматривающий подачу цельного провода и экструдирование вокруг него расплава полимера с образованием полимерной трубы удлиненной формы, имеющей стенку заданной толщины, внутреннюю поверхность, наружную поверхность и ребро жесткости, проходящее вдоль всей внутренней поверхности стенки полимерной трубы напротив расположенного в стенке провода и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы. При изготовлении трубы предлагаемым в изобретении способом в качестве провода используют провод, покрытый специальным покрытием, предохраняющим его от прилипания к расплаву экструдируемого полимера, из которого изготавливают трубу. При формировании из полимера трубы используют матрицу и литейный стержень с пазом, формирующим на внутренней поверхности трубы ребро жесткости. Провод подают в расплав полимера через направляющую втулку. При изготовлении предлагаемой в изобретении трубы используют еще один цельный одиночный или еще одну витую пару, который(-ую) подают в расплав экструдируемого вокруг них полимера. Для облегчения прокладки кабеля в предлагаемую в изобретении трубу в процессе экструдирования на внутренней поверхности стенки трубы можно отлить дополнительные ребра. Предпочтительно, чтобы подаваемый в расплав полимера провод мог выдержать усилие растяжения, равное по меньшей мере 150 фунтам. Провод целесообразно изготовить из плакированной медью стальной проволоки, плакированной медью алюминиевой проволоки, медной проволоки или луженой медной проволоки, причем более предпочтительным является изготовление провода из плакированной медью стальной проволоки диаметром приблизительно от 0,32 до 2,59 мм. На проволоку предпочтительно нанести покрытие из полимерного материала, выбранного из группы, включающей фторполимеры, полиамиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полипропилен, полиуретаны, полиацетали, полиакрилы, эпоксидные смолы и силиконовые полимеры. Предпочтительно, чтобы температура плавления полимерного покрытия превышала 500°F, а для нанесения покрытия более предпочтительно использовать политетрафторэтилен. Предпочтительно также, чтобы изготовленная из расплава полимера труба имела гладкую наружную поверхность.

Еще одним объектом настоящего изобретения является способ соединения двух труб с излучателями тонального сигнала, в котором подготавливают первую трубу с излучателем тонального сигнала и вторую трубу с излучателем тонального сигнала, каждая из которых включает собственно удлиненную трубу из полимерного материала, стенка которой имеет внутреннюю и наружную поверхности, проходящий внутри стенки вдоль ее длины канал и ребро жесткости, проходящее по внутренней поверхности стенки вдоль ее длины и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы от и непосредственно напротив канала, причем канал вмещает в себя сплошной провод, путем надрыва извлекают через наружные поверхности первой и второй труб размещенные в них провода, механически соединяют первую и вторую трубы и электрически соединяют провод из первой трубы с проводом из второй трубы.

Кроме того, при наличии в первой и второй кабельных трубах второго отверстия с расположенным в нем цельным одиночным проводом или с расположенной в нем витой парой при соединении труб надрывают на концах внешнюю часть стенок обеих кабельных труб и извлекают из труб находящиеся в них одиночные провода или витые пары, которые затем электрически соединяют друг с другом.

Эти и другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительных и альтернативных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи,

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 показано поперечное сечение кабельной трубы, предлагаемой в настоящем изобретении,

на фиг.2 - вид сбоку кабельной трубы, показанной на фиг.1,

на фиг.3 - поперечное сечение выполненной по другому варианту предлагаемой в изобретении кабельной трубы с цельным одиночным дополнительным высокопрочным проводом,

на фиг.4 - поперечное сечение выполненной согласно еще одному варианту предлагаемой в изобретении кабельной трубы с еще одной витой парой,

на фиг.5 - схема, иллюстрирующая предпочтительный вариант осуществления предлагаемого в изобретении способа изготовления кабельной трубы,

на фиг.6 - сечение плоскостью 4-4 по фиг.5 с изображением внутреннего устройства головки, предназначенной для изготовления кабельной трубы способом, предлагаемым в предпочтительном варианте осуществления изобретения,

на фиг.7 - вид сбоку предлагаемой в изобретении кабельной трубы с выдернутым наружу проводом и

на фиг.8 - вид сбоку двух соединенных друг с другом труб, предлагаемых в настоящем изобретении.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

С целью успешного осуществления настоящего изобретения в приведенном ниже описании со ссылкой на чертежи подробно описаны предпочтительные варианты его осуществления. Сущность изобретения поясняется на примере предпочтительных вариантов его возможного осуществления, которые, однако, не ограничивают его объем. Более того, приведенное ниже описание и иллюстрирующие его чертежи можно с успехом использовать для разработки различных альтернативных вариантов практического осуществления изобретения и внесения различных изменений и усовершенствований в рассмотренные в описании варианты. Следует отметить, что на всех чертежах одни и те же детали обозначены одними и теми же позициями.

На фиг.1 и 2 показана кабельная труба, предлагаемая в настоящем изобретении, она представляет собой полимерную трубу 10, стенка 12 которой имеет определенную толщину 14 с внутренней поверхностью 16 и наружной поверхностью 18. Труба имеет предпочтительно гладкую наружную поверхность 18, позволяющую надежно соединять две трубы описанным ниже способом. Кабельную трубу можно изготовить из любого соответствующего полимерного материала (пластмассы), например из широко распространенного полиэтилена или поливинилхлорида. Предпочтительно трубу 10 изготавливать из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). В состав полимерного материала могут входить различные добавки, предназначенные, например, для защиты трубы от ультрафиолетового излучения. Стенка 12 полимерной трубы 10 обычно имеет толщину 14 приблизительно от 0,05 до 0,75 дюйма. Номинальный внутренний диаметр трубы 10 обычно лежит в пределах приблизительно от 0,5 до 6,5 дюйма.

Вдоль всей внутренней поверхности 16 полимерной трубы 10 проходит ребро 20 жесткости. Как показано на фиг.1 и 2, ребро 20 жесткости образует с полимерной трубой 10 единое целое и отлито из того же материала, что и полимерная труба. При наличии ребра 20 жесткости после надрыва стенки трубы и частичного извлечения провода, о чем более подробно сказано ниже, стенка трубы по-прежнему будет иметь толщину 14, достаточную для того, чтобы она могла выдерживать нагрузки, которые она воспринимает во время прокладки кабеля, при эксплуатации и транспортировке. Обычно ребро 20 жесткости выступает от внутренней поверхности 16 трубы 10 настолько, чтобы расстояние 22 от провода до внутреннего края 23 ребра было не меньше толщины 14 стенки трубы. Ребро жесткости должно быть расположено в одной радиальной плоскости с проводом. Показанное на фиг.1 и 2 ребро 20 жесткости может иметь в сечении не только форму полуцилиндра (т.е. полукруглое поперечное сечение), но и прямоугольную или трапециевидную форму с размерами, обеспечивающими необходимую прочность и жесткость стенки 12 трубы. Кроме основного ребра 20 жесткости труба может иметь дополнительные ребра, которые проходят вдоль внутренней поверхности 16 трубы 10 и отлиты вместе с ней за одно целое и которые уменьшают поверхность контакта трубы с кабелем и облегчают его укладку в трубу.

Как показано на фиг.1 и 2, кабельная труба содержит провод 24, расположенный в отверстии, выполненном в стенке 12 трубы 10 по всей ее длине. Расположенный в таком отверстии провод 24 проходит по всей длине трубы 10 внутри ее стенки 12. Обычно весь провод 24 помещают внутри стенки 12 трубы 10. В предпочтительном варианте провод 24 проходит в стенке трубы 10 параллельно ее продольной оси А.

Провод 24 имеет достаточно большую длину и обладает прочностью, достаточной для его извлечения из трубы 10 путем надрыва внешней части 18 ее стенки 10 (например, с помощью плоскогубцев). При измерении по стандарту ASTM, метод В869, предлагаемый в изобретении провод должен выдерживать усилие растяжения, равное по меньшей мере 150 фунтам. Кроме того, определенное по стандарту ASTM, методы В3 и В869, относительное удлинение провода 24 не должно быть меньше 1%. В предпочтительном варианте провод 24 изготавливают из плакированной медью стальной проволоки, плакированной медью алюминиевой проволоки, медной проволоки или луженой (плакированной оловом) медной проволоки. Более предпочтительно для изготовления провода 24 использовать плакированную медью стальную проволоку. Диаметр проволоки должен составлять предпочтительно от 0,32 (калибр 28) до 2,59 мм (калибр 10), более предпочтительно должен равняться 1,02 мм (калибр 18).

Как уже было отмечено выше, пропустив через расположенный в стенке находящейся в земле кабельной трубы 10 по всей ее длине провод 4 тональный сигнал и зафиксировав его с помощью тональной аппаратуры, можно с поверхности земли определить местонахождение трубы. Кроме того, благодаря известному специалистам "поверхностному эффекту", возникающему при передаче сигнала, тональный сигнал передается всей наружной поверхностью 26 провода 24, и именно поэтому в качестве предпочтительного согласно изобретению предлагается использовать провод с обладающим высокой проводимостью медным покрытием. При использовании такого провода 24 сигнал может проходить по трубе на достаточно большие расстояния (например, по меньшей на 5 миль). При увеличении диаметра провода 24 (например, до калибра 18) расстояние, которое проходит сигнал, также увеличивается. Кроме того, провод 24 большего диаметра обладает большей по сравнению с проводом меньшего диаметра прочностью и поэтому не рвется во время соединения труб при надрыве внешней части стенки трубы.

Провод 24 имеет специальное покрытие 30. Толщина покрытия 30 обычно составляет приблизительно от 0,001 до 0, 015 дюйма, более предпочтительно около 0,008 дюйма. Покрытие 30 препятствует слипанию провода 24 и расплава полимера, из которого изготавливают трубу 10. Для сохранения полимерного покрытия провода целым при изготовлении трубы 10 его температура плавления должна быть больше температуры расплава полимера. Предпочтительно при нанесении покрытия использовать фторполимеры (например, политетрафторэтилен (ПТФЭ), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), этилентрифторэтилен (ЭТФЭ), этиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), поливинилфторид (ПВФ) и поливинилиденфторид (ПВДФ)), полиамиды (например, нейлон), сложные полиэфиры (например, полиэтилентерефталат (ПЭТФ)), поликарбонаты, полипропилен, полиуретаны, полиацетали, полиакрилы, эпоксидные смолы, силиконовые полимеры и их смеси. Температура плавления материала покрытия должна быть предпочтительно выше 500°F. Более предпочтительно покрытие 30 изготавливать из фторполимеров, в частности из политетрафторэтилена (материала Teflon®).

Покрытие из политетрафторэтилена надежно защищает излеченные из труб и соединяемые друг с другом при соединении труб концы проводов 24 от вредных воздействий подземной среды, о чем более подробно сказано ниже. Покрытие 30, в частности, должно защищать провод 24 от возможной коррозии.

Предлагаемую в настоящем изобретении трубу можно использовать в качестве оболочки для прокладки одного или нескольких не показанных на фиг.1 и 2 кабелей, таких, например, как коаксиальные кабели, волоконно-оптические кабели, кабели с витой парой, электрические кабели, опорные или несущие тросы и т.п. Преимущества предлагаемой в изобретении трубы в полной мере проявляются при использовании тональной аппаратуры для обнаружения пустой оболочки (т.е. оболочки без всякого кабеля) или оболочки с находящимся в ней неметаллическим кабелем, например волоконно-оптическим, поскольку проложенный в земле металлический кабель можно легко обнаружить и при использовании обычной оболочки, а не предлагаемой в изобретении трубы. Тем не менее предлагаемую в изобретении трубу можно успешно использовать и при прокладке металлических кабелей, например коаксиальных.

На фиг.3 и 4 показаны другие варианты конструкции предлагаемой в изобретении кабельной трубы. Показанные на фиг.3 и 4 кабельные трубы имеют дополнительный проводник, который выполнен в виде цельного провода 32 (фиг.3) или витой пары 34 цельных проводов (фиг.4), проходящей вдоль всей длины полимерной трубы 10. В обоих вариантах проводник расположен в отверстии, которое проходит внутри стенки 12 трубы 10 по всей ее длине и обычно отличается от отверстия, в котором расположен провод 24. Проводник проходит по всей длине полимерной трубы 10 внутри ее стенки 12. Обычно проводник полностью заливают полимером, из которого изготавливают стенку 12 трубы 10. Предпочтительно, чтобы проводник проходил внутри стенки трубы 10 параллельно ее продольной оси А. Показанные на фиг.3 и 4 кабельные трубы имеют ребро 33 жесткости, расположенное так же, как и основное ребро 20 жесткости, рядом с проводником и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы.

Аналогично проводу 24 провод 32, показанный на фиг.3, обладает достаточно высокой прочностью на растяжение и удлинением, необходимым для его извлечения из трубы 10 путем надрыва внешней части 18 ее стенки. Предпочтительно, чтобы при испытаниях по стандарту ASTM, метод В869, провод 32 мог выдерживать усилие растяжения, равное по меньшей мере 150 фунтам. Кроме того, предпочтительно, чтобы при испытаниях по стандарту ASTM, методы В3 и В869, относительное удлинение провода 32 составляло не менее 1%. Провод 32 предпочтительно изготавливать из плакированной медью стальной проволоки, плакированной медью алюминиевой проволоки, медной проволоки или луженой (плакированной оловом) медной проволоки. Более предпочтительно для изготовления провода 32 использовать плакированную медью стальную проволоку. Диаметр проволоки должен лежать предпочтительно в пределах от 0,32 (калибр 28) до 2,59 мм (калибр 10), более предпочтительно должен равняться 1,02 мм (калибр 18). Предпочтительно, чтобы провод 32 имел такое же покрытие, что и описанный выше провод 24.

Каждый из проводов 36 и 37 показанной на фиг.4 витой пары 34 предпочтительно должен обладать определенной прочностью на разрыв и определенным удлинением, достаточным для надрыва внешней части 18 стенки трубы 10 и извлечения проводов из соединяемых труб. В качестве проводов 36 и 37 витой пары 34 можно использовать провода, аналогичные описанному выше проводу 24. Предпочтительно, чтобы провода 36 и 37 имели покрытие 38 и 39 такое же, как и описанный выше провод 24.

Как уже было отмечено выше, одиночный провод 32 и витая пара 34 проходят по всей длине полимерной трубы 10. Таким образом, через одиночный провод 32 и витую пару 34 сигнал можно передавать в прямом и обратном направлениях и использовать эти провода для проверки состояния кабеля. Одиночный провод 32 и витую пару 34 можно использовать, в частности, для проверки кабеля по всей длине трубопровода путем измерения соответствующим прибором коэффициента отражения кабеля методом совмещения прямого и обратного сигналов. Такой прибор, как известно, имеет дисплей осциллоскопического типа и по передаваемому по кабелю импульсу позволяет обнаружить любые отклонения от нормального состояния кабеля. Отраженный импульс позволяет точно определить местонахождение обрыва или других неисправностей в кабеле. Использование такого метода существенно сокращает время, необходимое для обнаружения места повреждения кабеля.

На фиг.5 показана схема предпочтительного варианта осуществления способа изготовления кабельной трубы, предлагаемой в настоящем изобретении. Как показано на фиг.5, подаваемый из бобины 40 провод 24 пропускают через направляющую втулку 42. Затем на провод 24 в смазочном аппарате 44 наносят слой смазки, необходимой для выполнения последующих технологических операций. Смазанный провод 24 попадает в головку 46, соединенную с экструдером 48 через обычный питатель (не показан). Изготовление кабельных труб, предлагаемых в другом варианте (фиг.3 и 4), происходит по аналогичной схеме в отношении провода 24, при этом второй одиночный провод 32 или витую пару 34 также сматывают с (не показанной на чертеже) бобины и, пропуская через направляющую втулку и смазочный аппарат, подают в головку 46.

Используемые для изготовления трубы 10 (и ребра 20 жесткости) полимерные материалы и различные добавки, например красители, подают в экструдер 48, например из соответствующего бункера (не показан). Как было указано выше, в предпочтительном варианте в качестве полимерного материала предлагается использовать полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Для получения расплава полимера температура в экструдере 48 должна быть больше температуры плавления полимерных материалов, используемых для изготовления трубы 10. Так, например, в предпочтительном варианте, в котором трубу изготавливают из полиэтилена высокой плотности, температура в экструдере составляет приблизительно от 300 до 500°F.

На фиг.6 процесс формирования трубы показан более детально. Провод 24 через направляющую втулку 50 пропускают через кольцевой зазор 52 между центральной оправкой 54 (литейным стержнем) и матрицей 56 головки 46, в который из экструдера 48 одновременно через не показанный питатель подают расплав полимера. Центральная оправка 54 и матрица 56 образуют кольцевой зазор 52, в котором из расплава полимера формируется труба 10. Центральная оправка 54 формирует внутреннюю поверхность 16 трубы 10, а матрица 56 - ее наружную поверхность 18. Выполненный на оправке 54 паз 60 формирует в трубе ребро 20 жесткости. Оправка 54 может иметь (не показанные на чертеже) дополнительные пазы, формирующие на внутренней поверхности 16 трубы 10 дополнительные ребра, облегчающие протягивание кабеля через трубу. Расплав полимера заполняет пространство вокруг провода 24, который в результате оказывается расположенным внутри стенки 12 трубы 10. Покрытие 30 провода 24 и нанесенная на него смазка препятствуют прилипанию к проводу 24 расплава полимера и способствуют формированию предлагаемой в изобретении трубы.

Как показано на фиг.5, выходящая из головки 46 труба поступает в лоток 62 с охлаждающей водой, в котором труба охлаждается и затвердевает. Готовую трубу наматывают на приемную бобину 64. Намотанную на бобину трубу можно хранить или транспортировать на место ее укладки, а затем, сматывая с бобины, укладывать в соответствующую траншею.

Как уже было отмечено выше, предлагаемую в изобретении трубу можно легко соединить с другой трубой. При соединении труб провод 24, как показано на фиг.7, извлекают из трубы, натягивая его перпендикулярно оси А полимерной трубы 10 в направлении стрелки 62 и разрывая наружную часть 18 трубы. Как было указано выше, провод 24 для возможности его выдергивания из изготовленной из полиэтилена высокой плотности трубы, предлагаемой в настоящем изобретении, должен обладать достаточно высокой прочностью на разрыв и соответствующим удлинением. После извлечения провода из трубы ее можно соединять с другой такой же трубой.

На фиг.8 показано, каким образом первую трубу 70 соединяют со второй трубой 72. На первую трубу 70 и на вторую трубу 72 надевают соединительную муфту 74. Извлеченные из первой трубы 70 и второй трубы 72 провода 76 и 78 электрически соединяют друг с другом либо напрямую, либо через промежуточный электрический соединитель 80. При наличии в первой и второй трубах 70 и 72 дополнительного единичного провода 32 или дополнительной витой пары 34 их также выдергивают из труб и электрически соединяют таким же образом, что и провода 76 и 78. Поскольку предлагаемая в изобретении труба имеет гладкую наружную поверхность, соединительная муфта 74 плотно прижимается к наружным поверхностям первой трубы 70 и второй трубы 72. Первую трубу 70, вторую трубу 72, соединительную муфту 74, провод 76, провод 78 и электрический соединитель 80 можно обернуть обычной термоусадочной пленкой, которая после нагрева и усадки препятствует попаданию влаги в соединенные муфтой 74 трубы.

Местонахождение предлагаемой в изобретении трубы можно легко обнаружить с помощью обычной и хорошо известной тональной аппаратуры. Такой метод позволяет, пропуская сигнал по проводу 24 и принимая излучаемый им сигнал на поверхности земли, легко обнаружить находящуюся в земле и пустую трубу, и трубу с уложенным в нее неметаллическим кабелем. Использование тональной аппаратуры позволяет обнаружить предлагаемую в изобретении трубу на глубине 10 футов или даже на большей глубине. Кроме того, предлагаемую в изобретении трубу, проложенную на меньшей глубине (например, от 3 до 5 футов), можно также обнаружить и обычным металлоискателем. При необходимости предлагаемые в изобретении трубы, соединенные между собой описанным выше способом, можно легко обнаружить тональной аппаратурой при большой протяженности проложенной в земле кабельной линии, достигающей 5-10 миль. Кроме того, предлагаемую в изобретении трубу с дополнительным одиночным проводом 32 или с дополнительной витой парой 34, по которому(-ой) сигнал можно пропускать и в прямом, и в обратном направлениях, можно использовать и для обнаружения повреждения уложенного в нее кабеля.

Очевидно, что, руководствуясь приведенным выше описанием и прилагаемыми к нему чертежами, в рассмотренные выше варианты осуществления изобретения можно вносить различные изменения и усовершенствования. Все такие изменения и усовершенствования включены в объем формулы изобретения.

Изобретение относится к трубе с излучателем тонального сигнала. Кроме того, для увеличения длины предлагаемой в изобретении трубы ее можно легко соединить с другой такой же трубой. Предлагаемая в изобретении труба представляет собой полимерную трубу, стенка которой имеет заданную толщину и внутреннюю, и наружную поверхности. Внутри стенки полимерной трубы по всей ее длине проходит отверстие, напротив которого на внутренней поверхности расположено продольное ребро жесткости, выступающее в радиальном направлении внутрь трубы. В отверстии находится сплошной провод с покрытием, которое препятствует прилипанию к нему расплава полимера, из которого изготавливают трубу. В изобретении предлагается также способ соединения трубы с другой такой же трубой. Техническим результатом изобретения является обеспечение определения местонахождения трубы с помощью принимающей тональный сигнал аппаратуры. 2 н. и 48 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Труба с излучателем тонального сигнала, содержащая собственно удлиненную трубу из полимерного материала, стенка которой имеет внутреннюю и наружную поверхности, проходящий внутри стенки вдоль ее длины канал и ребро жесткости, проходящее по внутренней поверхности стенки вдоль ее длины и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы от и непосредственно напротив канала, причем канал вмещает в себя сплошной провод, обладающий прочностью, достаточной для его извлечения из трубы путем надрыва ее стенки, и способный излучать тональный сигнал, по которому с помощью тональной аппаратуры можно определить местонахождение трубы.2. Труба по п.1, в которой провод изготовлен из проволоки, выбранной из группы, включающей плакированную медью стальную проволоку, плакированную медью алюминиевую проволоку, медную проволоку или луженую медную проволоку.3. Труба по п.1, в которой провод изготовлен из плакированной медью стальной проволоки.4. Труба по п.1, в которой диаметр провода составляет приблизительно от 0,32 до 2,59 мм.5. Труба по п.1, в которой провод имеет покрытие, препятствующее прилипанию к нему расплава полимера, из которого изготавливают полимерную трубу.6. Труба по п.5, в которой покрытие провода выполнено из полимерного материала, выбранного из группы, включающей фторполимеры, полиамиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полипропилен, полиуретаны, полиацетали, полиакрилы, эпоксидные смолы и силиконовые полимеры.7. Труба по п.5, в которой покрытие провода выполнено из полимерного материала с температурой плавления, составляющей, по меньшей мере, 500°F.8. Труба по п.5, в которой покрытие провода выполнено из политетрафторэтилена.9. Труба по п.1, в которой стенка полимерной трубы имеет заданную толщину.10. Труба по п.9, в которой полимерная труба имеет гладкую наружную поверхность.11. Труба по п.1, в которой полимерная труба выполнена из полимерного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен и поливинилхлорид.12. Труба по п.11, в которой полимерная труба выполнена из полиэтилена высокой плотности.13. Труба по п.1, имеющая, по меньшей мере, одно дополнительное ребро, которое проходит по внутренней поверхности полимерной трубы вдоль ее длины и облегчает укладку в трубу кабеля.14. Труба по п.5, в которой провод изготовлен из проволоки, выбранной из группы, включающей плакированную медью стальную проволоку, плакированную медью алюминиевую проволоку, медную проволоку или луженую медную проволоку.15. Труба по п.5, в которой провод изготовлен из плакированной медью стальной проволоки.16. Труба по п.5, в которой диаметр провода составляет приблизительно от 0,32 до 2,59 мм.17. Труба по п.5, в которой стенка полимерной трубы имеет заданную толщину.18. Труба по п.17, в которой полимерная труба имеет гладкую наружную поверхность.19. Труба по п.5, в которой полимерная труба выполнена из полимерного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен и поливинилхлорид.20. Труба по п.19, в которой полимерная труба выполнена из полиэтилена высокой плотности.21. Труба по п.5, имеющая, по меньшей мере, одно дополнительное ребро, которое проходит по внутренней поверхности полимерной трубы вдоль ее длины и облегчает укладку в трубу кабеля.22. Труба по п.7, в которой провод изготовлен из проволоки, выбранной из группы, включающей плакированную медью стальную проволоку, плакированную медью алюминиевую проволоку, медную проволоку или луженую медную проволоку.23. Труба по п.7, в которой провод изготовлен из плакированной медью стальной проволоки.24. Труба по п.7, в которой диаметр провода составляет приблизительно от 0,32 до 2,59 мм.25. Труба по п.7, в которой покрытие провода выполнено из полимерного материала, выбранного из группы, включающей фторполимеры, полиамиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полипропилен, полиуретаны, полиацетали, полиакрилы, эпоксидные смолы и силиконовые полимеры.26. Труба по п.7, в которой покрытие провода выполнено из политетрафторэтилена.27. Труба по п.7, в которой стенка полимерной трубы имеет заданную толщину.28. Труба по п.7, в которой полимерная труба имеет гладкую наружную поверхность.29. Труба по п.7, в которой полимерная труба выполнена из полимерного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен и поливинилхлорид.30. Труба по п.29, в которой полимерная труба выполнена из полиэтилена высокой плотности.31. Труба по п.7, имеющая, по меньшей мере, одно дополнительное ребро, которое проходит по внутренней поверхности полимерной трубы вдоль ее длины и облегчает укладку в трубу кабеля.32. Труба по п.1, в которой ребро жесткости выполнено за одно целое с полимерной трубой.33. Труба по п.5, в которой ребро жесткости выполнено за одно целое с полимерной трубой.34. Труба по п.7, в которой ребро жесткости выполнено за одно целое с полимерной трубой.35. Труба по п.3, в которой диаметр провода составляет приблизительно от 0,32 до 2,59 мм.36. Труба по п.3, в которой провод имеет покрытие, препятствующее прилипанию к нему расплава полимера, из которого изготавливают полимерную трубу.37. Труба по п.36, в которой покрытие провода выполнено из полимерного материала, выбранного из группы, включающей фторполимеры, полиамиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полипропилен, полиуретаны, полиацетали, полиакрилы, эпоксидные смолы и силиконовые полимеры.38. Труба по п.36, в которой покрытие провода выполнено из полимерного материала с температурой плавления, составляющей, по меньшей мере, 500°F.39. Труба по п.36, в которой покрытие провода выполнено из политетрафторэтилена.40. Труба по п.3, в которой стенка полимерной трубы имеет заданную толщину.41. Труба по п.40, в которой полимерная труба имеет гладкую наружную поверхность.42. Труба по п.3, в которой полимерная труба выполнена из полимерного материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен и поливинилхлорид.43. Труба по п.42, в которой полимерная труба выполнена из полиэтилена высокой плотности.44. Труба по п.3, имеющая, по меньшей мере, одно дополнительное ребро, которое проходит по внутренней поверхности полимерной трубы вдоль ее длины и облегчает укладку в трубу кабеля.45. Труба по п.3, в которой ребро жесткости выполнено за одно целое с полимерной трубой.46. Труба по любому из пп.1-45, в которой провод способен выдерживать усилие растяжения, равное, по меньшей мере, 150 фунтам (68 кг).47. Способ соединения двух труб с излучателями тонального сигнала, в котором подготавливают первую трубу с излучателем тонального сигнала и вторую трубу с излучателем тонального сигнала, каждая из которых включает собственно удлиненную трубу из полимерного материала, стенка которой имеет внутреннюю и наружную поверхности, проходящий внутри стенки вдоль ее длины канал и ребро жесткости, проходящее по внутренней поверхности стенки вдоль ее длины и выступающее в радиальном направлении внутрь трубы от и непосредственно напротив канала, причем канал вмещает в себя сплошной провод, путем надрыва извлекают через наружные поверхности первой и второй труб размещенные в них провода, механически соединяют первую и вторую трубы, и электрически соединяют провод из первой трубы с проводом из второй трубы.48. Способ по п.47, в котором в качестве размещаемого в первой и второй трубах проводов используют провода, изготовленные из плакированной медью стальной проволоки.49. Способ по п.47, в котором в качестве размещаемого в первой и второй трубах проводов используют провода с покрытием из политетрафторэтилена.50. Способ по п.47, в котором используют полимерные трубы, выполненные из полиэтилена высокой плотности.

Приоритет по пунктам: